[CCDS EXAM] EMI (Electromagnetic Interference, 전자기 간섭)

EMI (Electromagnetic Interference, 전자기 간섭) 60.

1. EMI 개념 정리 

 

 EMI (Electromagnetic Interference, 전자기 간섭)는 외부 전자기장이 implantable cardiac device, 즉 pacemaker나 ICD의 sensing 회로 또는 통신 시스템에 영향을 미치는 현상을 의미한다.

 교과서에서는 EMI를 외부 전자기장이 pacing lead 또는 device 회로에 유도 전압을 발생시켜 device가 이를 실제 심장 신호로 오인하는 현상으로 설명한다.

이러한 간섭이 발생하면 pacemaker에서는 sensing 회로가 외부 전기 신호를 심장 전기 활동으로 잘못 인식하게 

되어 oversensing이 발생할 수 있다. 

Oversensing이 발생하면 pacemaker는 실제 심박이 존재한다고 판단하여 *pacing output을 억제(pacing inhibition)하게 된다.

ICD의 경우에는 외부 전기 신호가 ventricular tachyarrhythmia로 잘못 해석될 수 있으며, 그 결과 inappropriate shock이 발생하거나 반대로 실제 부정맥이 발생했을 때 sensing이 방해되어 치료가 지연될 가능성도 있다.

EMI는 기본적으로 외부 전자기장이 *lead 시스템을 통해 sensing 회로에 결합(coupling)되면서 발생한다.

특히 pacing lead는 체내에서 긴 도체 구조를 형성하기 때문에 외부 전자기장의 영향을 받을 수 있으며, 이러한 전기적 결합은 전자기장의 강도, 주파수, 전자기원과 device 사이의 거리, 전자기장의 방향 등에 의해 영향을 받는다.

교과서에서는 EMI의 발생 가능성이 device sensing configuration(설정)에 따라서도 달라질 수 있음을 강조한다.

Unipolar pacing system에서는 cathode와 anode 사이의 거리가 크기 때문에 sensing loop가 크게 형성되고 외부 전자기장을 더 쉽게 감지하게 된다. 따라서 unipolar 시스템은 EMI에 더 취약하다.

반면 bipolar pacing system은 electrode 간 거리가 짧아 sensing loop가 작기 때문에 외부 전자기 간섭에 대한 저항성이 더 높다. 이러한 이유로 현대 pacemaker 시스템에서는 EMI 영향을 줄이기 위해 bipolar sensing이 일반적으로 사용된다.

EMI의 임상적 영향은 크게 세 가지로 정리된다.

첫째, oversensing으로 인한 pacing inhibition이다. 이는 pacemaker 의존 환자에게서 일시적인 asystole 또는 심박수 감소를 유발할 수 있다.

둘째, ICD에서의 inappropriate arrhythmia detection 및 inappropriate shock이다. 외부 전기 신호가 ventricular tachycardia 또는 ventricular fibrillation로 잘못 인식될 수 있기 때문이다.

셋째, device telemetry interference이다. 이는 programmer와 device 사이의 무선 통신이 외부 전자기 신호에 의해 방해받는 현상이다.

교과서에서는 이러한 EMI를 발생시키는 외부 전자기원을 여러 가지 예로 제시하며, 대표적으로 의료 장비, 산업 장비, 그리고 일부 개인용 전자기기가 포함될 수 있다고 설명한다. 그러나 현대 device 설계에서는 shielding과 filtering 기술이 발전하여 대부분의 일상적인 전자기 환경에서는 device 기능에 큰 영향을 미치지 않도록 설계되어 있다.

따라서 EMI는 임상적으로 흔한 문제는 아니지만, 특정 환경이나 장비에서 device sensing 및 기능에 영향을 줄 수 있는 잠재적 요인으로 이해하는 것이 중요하다.

 

반드시 알아야 하는 EMI source

EMI Source
Electrocautery 일렉트로 코터리	전기 소작기
MRI	자기공명영상
TENS (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation)	경피적 전기 신경 자극
Portable electronic devices (MP3 / headphones 등)	휴대용 전자기기

시험 핵심 기억 포인트

• EMI → oversensing → pacing inhibition
• Unipolar pacing system > Bipolar pacing system (EMI susceptibility)